A fundición do corpo da válvula é unha parte importante do proceso de fabricación da válvula, e a calidade da fundición da válvula determina a calidade da válvula. A continuación preséntanse varios métodos de proceso de fundición que se usan habitualmente na industria das válvulas:
Fundición en area:
A fundición en area que se emprega habitualmente na industria das válvulas pódese dividir en area verde, area seca, area de vidro soluble e area autoendurecible de resina furánica segundo os diferentes aglutinantes.
(1) A area verde é un proceso de moldeo que emprega bentonita como aglutinante.
As súas características son:O molde de area acabado non precisa ser secado nin endurecido, o molde de area ten unha certa resistencia á humidade e o núcleo e a carcasa do molde teñen un bo rendemento, o que facilita a limpeza e a sacudida das pezas fundidas. A eficiencia da produción de moldeo é alta, o ciclo de produción é curto, o custo do material é baixo e é conveniente organizar a produción na cadea de montaxe.
As súas desvantaxes son:As pezas fundidas son propensas a defectos como poros, inclusións de area e adhesión de area, e a calidade das pezas fundidas, especialmente a calidade intrínseca, non é ideal.
Táboa de proporcións e rendemento de area verde para pezas fundidas de aceiro:
(2) A area seca é un proceso de moldeo que emprega arxila como aglutinante. Engadir un pouco de bentonita pode mellorar a súa resistencia en húmido.
As súas características son:O molde de area necesita secarse, ten boa permeabilidade ao aire, non é propenso a defectos como lavado de area, adherencia de area e poros, e a calidade inherente da fundición é boa.
As súas desvantaxes son:require equipos de secado de area e o ciclo de produción é longo.
(3) A area de vidro silicosado é un proceso de modelado que emprega vidro silicosado como aglutinante. As súas características son: o vidro silicosado ten a función de endurecerse automaticamente cando se expón ao CO2 e pode ter varias vantaxes do método de endurecemento con gas para o modelado e a fabricación de núcleos, pero existen deficiencias como a mala colapsabilidade da carcasa do molde, a dificultade para limpar as pezas fundidas con area e a baixa taxa de rexeneración e reciclaxe da area vella.
Táboa de proporcións e rendemento da area de endurecemento con CO2 para vidro de auga:
(4) O moldeo con area autoendurecible de resina furánica é un proceso de fundición que emprega resina furánica como aglutinante. A area de moldeo solidifícase debido á reacción química do aglutinante baixo a acción do axente de curado a temperatura ambiente. A súa característica é que o molde de area non necesita ser secado, o que acurta o ciclo de produción e aforra enerxía. A area de moldeo con resina é fácil de compactar e ten boas propiedades de desintegración. A area de moldeo das pezas fundidas é fácil de limpar. As pezas fundidas teñen unha alta precisión dimensional e un bo acabado superficial, o que pode mellorar moito a calidade das pezas fundidas. As súas desvantaxes son: altos requisitos de calidade para a area bruta, lixeiro cheiro acre no lugar de produción e alto custo da resina.
Proporción e proceso de mestura da mestura de area sen cocción de resina furánica:
O proceso de mestura de area autoendurecible de resina furánica: é mellor usar un mesturador de area continuo para facer area autoendurecible de resina. A area bruta, a resina, o axente de curado, etc. engádense secuencialmente e mestúranse rapidamente. Pódese mesturar e usar en calquera momento.
A orde de adición de diversas materias primas ao mesturar area de resina é a seguinte:
Area bruta + axente de curado (solución acuosa de ácido p-toluenosulfónico) – (120 ~ 180S) – resina + silano – (60 ~ 90S) – produción de area
(5) Proceso típico de produción de fundición en area:
Fundición de precisión:
Nos últimos anos, os fabricantes de válvulas prestaron cada vez máis atención á calidade da aparencia e á precisión dimensional das pezas fundidas. Dado que unha boa aparencia é o requisito básico do mercado, tamén é o punto de referencia de posicionamento para o primeiro paso do mecanizado.
A fundición de precisión máis empregada na industria das válvulas é a fundición de precisión, que se presenta brevemente do seguinte xeito:
(1) Dous métodos de proceso de colada en solución:
①Utilizando material de molde a base de cera a baixa temperatura (ácido esteárico + parafina), inxección de cera a baixa presión, cuncha de vidro soluble, desparafinado con auga quente, proceso de fusión e vertido atmosférico, úsase principalmente para pezas fundidas de aceiro ao carbono e aceiro de baixa aliaxe con requisitos de calidade xerais. A precisión dimensional das pezas fundidas pode alcanzar o estándar nacional CT7~9.
② Usando material de molde a base de resina a temperatura media, inxección de cera a alta presión, carcasa de molde con sol de sílice, desparafinado con vapor, proceso de fundición rápida atmosférica ou ao baleiro, a precisión dimensional das pezas fundidas pode alcanzar as fundicións de precisión CT4-6.
(2) Fluxo de proceso típico da fundición a cera perdida:
(3) Características da fundición a cera perdida:
①A peza fundida ten unha alta precisión dimensional, unha superficie lisa e unha boa calidade de aspecto.
② É posible fundir pezas con estruturas e formas complexas que son difíciles de procesar con outros procesos.
③ Os materiais de fundición non se limitan a varios materiais de aliaxe como: aceiro ao carbono, aceiro inoxidable, aceiro de aliaxe, aliaxe de aluminio, aliaxe de alta temperatura e metais preciosos, especialmente materiais de aliaxe que son difíciles de forxar, soldar e cortar.
④ Boa flexibilidade de produción e forte adaptabilidade. Pode producirse en grandes cantidades e tamén é axeitado para a produción de pezas únicas ou lotes pequenos.
⑤ A fundición de precisión tamén ten certas limitacións, como: un fluxo de proceso complicado e un ciclo de produción longo. Debido ás técnicas de fundición limitadas que se poden empregar, a súa capacidade de soporte de presión non pode ser moi alta cando se usa para fundir válvulas de casca fina que soportan presión.
Análise de defectos de fundición
Calquera peza fundida terá defectos internos, e a existencia destes defectos traerá grandes perigos ocultos para a calidade interna da peza fundida, e a reparación por soldadura para eliminar estes defectos no proceso de produción tamén supoñerá unha gran carga para o proceso de produción. En particular, as válvulas son pezas fundidas de casca fina que soportan presión e temperatura, e a compacidade das súas estruturas internas é moi importante. Polo tanto, os defectos internos das pezas fundidas convértense no factor decisivo que afecta a calidade das pezas fundidas.
Os defectos internos das pezas fundidas de válvulas inclúen principalmente poros, inclusións de escoria, porosidade por contracción e gretas.
(1) Poros:Os poros prodúcense mediante gas, a superficie dos poros é lisa e xéranse dentro ou preto da superficie da peza fundida, e as súas formas son principalmente redondas ou oblongas.
As principais fontes de gas que xeran poros son:
① O nitróxeno e o hidróxeno disoltos no metal están contidos nel durante a solidificación da peza fundida, formando paredes interiores circulares ou ovaladas pechadas con brillo metálico.
②A humidade ou as substancias volátiles do material de moldeo converteranse en gas debido ao quecemento, formando poros con paredes interiores de cor marrón escura.
③ Durante o proceso de vertido do metal, debido ao fluxo inestable, o aire entra en xogo para formar poros.
Método de prevención de defectos estomáticos:
① Na fundición, as materias primas de metal oxidado deben usarse o menos posible ou non, e as ferramentas e os cucharóns deben cocerse e secarse.
② A vertida de aceiro fundido debe facerse a alta temperatura e vertida a baixa temperatura, e o aceiro fundido debe estar debidamente sedado para facilitar a flotación do gas.
③ O deseño do proceso do tubo vertical de vertido debería aumentar a presión do aceiro fundido para evitar a retención de gas e establecer unha vía de gas artificial para un escape razoable.
④Os materiais de moldeo deben controlar o contido de auga e o volume de gas, aumentar a permeabilidade ao aire e o molde de area e o núcleo de area deben cocerse e secarse o máximo posible.
(2) Cavidade de retracción (solta):É unha cavidade (cavidade) circular ou irregular, coherente ou incoherente, que se produce dentro da peza fundida (especialmente no punto quente), cunha superficie interior rugosa e unha cor máis escura. Gránulos cristalinos grosos, principalmente en forma de dendritas, reunidos nun ou máis lugares, propensos a fugas durante a proba hidráulica.
A razón da cavidade de retracción (soltura):A contracción do volume prodúcese cando o metal solidifica do estado líquido ao sólido. Se non hai suficiente reposición de aceiro fundido neste momento, inevitablemente producirase unha cavidade de contracción. A cavidade de contracción das fundicións de aceiro débese basicamente a un control inadecuado do proceso de solidificación secuencial. As razóns poden incluír axustes incorrectos do tubo vertical, unha temperatura de vertido demasiado alta do aceiro fundido e unha gran contracción do metal.
Métodos para evitar as caries por retracción (soltura):① Deseñar cientificamente o sistema de vertido de pezas fundidas para lograr a solidificación secuencial do aceiro fundido, e as pezas que solidifican primeiro deben repoñerse con aceiro fundido. ② Axustar correcta e razoablemente o tubo vertical, o subsidio e o ferro frío interno e externo para garantir a solidificación secuencial. ③ Cando se verte o aceiro fundido, a inxección superior desde o tubo vertical é beneficiosa para garantir a temperatura do aceiro fundido e da alimentación, e reducir a aparición de cavidades de contracción. ④ En termos de velocidade de vertido, o vertido a baixa velocidade é máis propicio para a solidificación secuencial que o vertido a alta velocidade. ⑸ A temperatura de vertido non debe ser demasiado alta. O aceiro fundido sácase do forno a alta temperatura e vértese despois da sedación, o que é beneficioso para reducir as cavidades de contracción.
(3) Inclusións de area (escoria):As inclusións de area (escoria), coñecidas comunmente como buratos, son buratos circulares ou irregulares descontinuos que aparecen dentro das pezas fundidas. Os buratos mestúranse con area de moldeo ou escoria de aceiro, con tamaños irregulares e agréganse neles. Nun ou máis lugares, a miúdo máis na parte superior.
Causas da inclusión de area (escoria):A inclusión de escoria débese á entrada discreta de escoria de aceiro na peza fundida xunto co aceiro fundido durante o proceso de fusión ou vertido. A inclusión de area débese á estanqueidade insuficiente da cavidade do molde durante o moldeo. Cando se verte aceiro fundido na cavidade do moldeo, a area de moldeo é arrastrada polo aceiro fundido e entra no interior da peza fundida. Ademais, o funcionamento incorrecto durante o recorte e o peche da caixa, e o fenómeno da caída de area, tamén son razóns para a inclusión de area.
Métodos para evitar inclusións de area (escoria):① Cando se funde o aceiro fundido, os gases de escape e a escoria deben evacuarse o máis completamente posible. ② Intente non virar a bolsa de vertido de aceiro fundido, senón que use unha bolsa de tetera ou unha bolsa de vertido inferior para evitar que a escoria que estea por riba do aceiro fundido entre na cavidade de fundición xunto co aceiro fundido. ③ Ao verter aceiro fundido, débense tomar medidas para evitar que a escoria entre na cavidade do molde xunto co aceiro fundido. ④Para reducir a posibilidade de inclusión de area, asegúrese de que o molde de area estea ben pechado ao modelar, teña coidado de non perder area ao recortar e limpe a cavidade do molde cun soprador antes de pechar a caixa.
(4) Fendas:A maioría das gretas nas pezas fundidas son gretas en quente, con formas irregulares, penetrantes ou non penetrantes, continuas ou intermitentes, e o metal nas gretas é escuro ou ten oxidación superficial.
razóns das fendas, concretamente, tensión a altas temperaturas e deformación da película líquida.
A tensión a alta temperatura é a tensión formada pola contracción e deformación do aceiro fundido a altas temperaturas. Cando a tensión supera o límite de resistencia ou deformación plástica do metal a esta temperatura, prodúcense gretas. A deformación da película líquida é a formación dunha película líquida entre os grans de cristal durante o proceso de solidificación e cristalización do aceiro fundido. Co progreso da solidificación e a cristalización, a película líquida defórmase. Cando a cantidade de deformación e a velocidade de deformación superan un certo límite, xéranse gretas. O rango de temperatura das gretas térmicas é duns 1200~1450 ℃.
Factores que afectan ás fendas:
① Os elementos S e P do aceiro son factores prexudiciais para as fendas, e a súa eutéctica co ferro reduce a resistencia e a plasticidade do aceiro fundido a altas temperaturas, o que resulta en fendas.
② A inclusión e segregación de escoria no aceiro aumentan a concentración de tensións, o que incrementa a tendencia á fisuración en quente.
③ Canto maior sexa o coeficiente de contracción lineal do tipo de aceiro, maior será a tendencia á formación de fisuras en quente.
④ Canto maior sexa a condutividade térmica do tipo de aceiro, maior será a tensión superficial, mellores serán as propiedades mecánicas a alta temperatura e menor será a tendencia á formación de fisuras en quente.
⑤ O deseño estrutural das pezas fundidas ten unha mala fabricabilidade, como esquinas redondeadas demasiado pequenas, gran disparidade de grosor de parede e concentración de tensións elevada, o que provocará fendas.
⑥A compactación do molde de area é demasiado alta e o baixo rendemento do núcleo dificulta a contracción da peza fundida e aumenta a tendencia á formación de gretas.
⑦ Outros, como unha disposición incorrecta do tubo vertical, un arrefriamento demasiado rápido da peza fundida, unha tensión excesiva causada polo corte do tubo vertical e o tratamento térmico, etc., tamén afectarán á xeración de gretas.
De acordo coas causas e os factores que inflúen nas fendas mencionadas, pódense tomar as medidas correspondentes para reducir e evitar a aparición de defectos de fenda.
Baseándonos na análise anterior das causas dos defectos de fundición, descubrindo os problemas existentes e tomando as medidas de mellora correspondentes, podemos atopar unha solución aos defectos de fundición, o que favoreza a mellora da calidade da fundición.
Data de publicación: 31 de agosto de 2023